長期以來，采礦行業(yè)一直被高風(fēng)險、高成本與作業(yè)效率低等難題困擾。5G技術(shù)的誕生，給解決這些困境帶來了新希望，5G技術(shù)的優(yōu)勢是高速率、低延遲以及大連接，正好契合了采礦行業(yè)遠(yuǎn)程控制技術(shù)的實際所需，有望為采礦行業(yè)遠(yuǎn)程控制技術(shù)升級提供有力支持。

一、5G技術(shù)特性與采礦遠(yuǎn)程控制需求匹配分析

（一）簡述5G技術(shù)

第五代移動通信技術(shù)，通常稱為5G技術(shù)，具備低延遲、高帶寬和大連接三大特性。5G技術(shù)的低延遲特性表現(xiàn)突出，信息傳輸和反饋速度極快，延遲時間最低可降至1毫秒。這種特性對采礦裝備遠(yuǎn)程控制而言不可或缺，因為采礦作業(yè)需要設(shè)備快速響應(yīng)指令。同時高帶寬特性同樣關(guān)鍵，能夠承載高清視頻監(jiān)控畫面、大量傳感器采集數(shù)據(jù)等大容量信息的傳輸任務(wù)。憑借這一特性，遠(yuǎn)程操作人員能獲取全面、精確的現(xiàn)場信息，為作業(yè)決策提供依據(jù)。此外，5G技術(shù)的大連接特性也不容小，在采礦現(xiàn)場，眾多設(shè)備都能通過這一特性同時接入網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)設(shè)備間協(xié)同作業(yè)，保障生產(chǎn)流程順暢[1]。

（二）采礦遠(yuǎn)程控制需求

采礦智能裝備的遠(yuǎn)程控制，對系統(tǒng)有著多維度要求。在實時性方面，操作人員需要實時掌握設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，并且及時發(fā)出控制指令，以確保設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)和作業(yè)安全。在精準(zhǔn)性方面，遠(yuǎn)程控制指令必須準(zhǔn)確無誤地傳遞到設(shè)備端，設(shè)備也要精準(zhǔn)執(zhí)行，防止因指令誤差引發(fā)設(shè)備故障或安全事故。通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性也關(guān)乎著遠(yuǎn)程控制的成敗，采礦環(huán)境復(fù)雜多變，網(wǎng)絡(luò)必須保持穩(wěn)定運(yùn)行，才能保證遠(yuǎn)程控制的連續(xù)性。此外，由于采礦數(shù)據(jù)涉及企業(yè)核心機(jī)密與生產(chǎn)安全，數(shù)據(jù)傳輸環(huán)節(jié)必須保障安全性，防止數(shù)據(jù)泄露或被篡改[2]。

（三）5G技術(shù)與采礦遠(yuǎn)程控制的匹配分析

5G技術(shù)的低延遲特性與采礦遠(yuǎn)程控制的實時性需求高度契合，使操作人員能夠迅速對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)變化做出反應(yīng)。高帶寬特性則滿足了精準(zhǔn)性需求，通過傳輸高清畫面和大量傳感器數(shù)據(jù)，操作人員能夠接收詳盡信息，并據(jù)此做出更精準(zhǔn)的操作決策。大連接特性確保了眾多設(shè)備穩(wěn)定接入網(wǎng)絡(luò)并協(xié)同作業(yè)，減少因設(shè)備通信問題導(dǎo)致的生產(chǎn)停滯。5G技術(shù)與采礦遠(yuǎn)程控制需求高度適配，為采礦智能裝備遠(yuǎn)程控制技術(shù)創(chuàng)新提供了堅實的技術(shù)支撐[3]。

二、5G技術(shù)賦能采礦智能裝備遠(yuǎn)程控制技術(shù)架構(gòu)

（一）網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是采礦智能裝備實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的根基。在采礦作業(yè)現(xiàn)場，5G基站發(fā)射的無線信號與采礦裝備搭載的5G模塊建立連接，以此把設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)、傳感器采集數(shù)據(jù)傳輸至遠(yuǎn)程控制中心。同時，遠(yuǎn)程控制中心也借助5G網(wǎng)絡(luò)，將操控指令精準(zhǔn)發(fā)送到采礦裝備，達(dá)成設(shè)備遠(yuǎn)程操作目的。為保障網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定可靠，采礦現(xiàn)場會部署多個5G基站，構(gòu)建起冗余網(wǎng)絡(luò)。通過多頻段組網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，提升信號傳輸質(zhì)量，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪B續(xù)性。

（二）數(shù)據(jù)處理架構(gòu)

數(shù)據(jù)處理架構(gòu)在遠(yuǎn)程控制流程中起到關(guān)鍵作用。采礦現(xiàn)場的設(shè)備運(yùn)行時，會產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)首先經(jīng)過預(yù)處理和壓縮，降低傳輸量，提升傳輸效率。預(yù)處理過程涵蓋數(shù)據(jù)清洗、濾波等操作，剔除無效數(shù)據(jù)和噪聲數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)壓縮則選用H.265等高效算法，將高清視頻數(shù)據(jù)壓縮到適宜傳輸?shù)拇笮　?/p>

遠(yuǎn)程控制中心接收到數(shù)據(jù)后，先進(jìn)行解壓縮與還原操作，再開展實時分析處理，把設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)以直觀的形式呈現(xiàn)給操作人員。同時，控制指令也會經(jīng)過編碼加密，確保指令傳遞的安全性與準(zhǔn)確性[4。

（三）控制架構(gòu)

控制架構(gòu)是實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的核心所在。在遠(yuǎn)程控制中心，操作人員通過人機(jī)交互界面（HMI）下達(dá)控制指令，這些指令經(jīng)編碼加密后，借助5G網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)讲傻V裝備。設(shè)備在接收指令后，先進(jìn)行解碼驗證，再依據(jù)自身運(yùn)行狀態(tài)和控制邏輯執(zhí)行操作。同時，設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息也會實時回傳至遠(yuǎn)程控制中心，方便操作人員及時調(diào)整控制策略。為提升控制的精準(zhǔn)度與可靠性，系統(tǒng)采用了冗余控制技術(shù)，如雙機(jī)熱備、多點(diǎn)控制等方案，即便出現(xiàn)單點(diǎn)故障，也能保障遠(yuǎn)程控制正常進(jìn)行。

三、5G技術(shù)賦能采礦智能裝備遠(yuǎn)程控制的關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新

（一）低延遲通信技術(shù)

低延遲通信技術(shù)是采礦智能裝備遠(yuǎn)程控制得以實現(xiàn)的關(guān)鍵。5G技術(shù)借助新型無線接入技術(shù)革新與網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)優(yōu)化，將通信延遲壓縮至1毫秒以內(nèi)。5G新無線接入技術(shù)（NR），憑借更短的調(diào)度周期和高效編碼方式，能夠迅速響應(yīng)設(shè)備通信需求；5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中的邊緣計算技術(shù)（MEC），把數(shù)據(jù)處理和存儲環(huán)節(jié)下沉到網(wǎng)絡(luò)邊緣，縮短數(shù)據(jù)傳輸路徑與處理耗時，進(jìn)一步降低延遲。在采礦遠(yuǎn)程控制場景中，低延遲通信技術(shù)讓操作人員能實時獲取設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，及時下達(dá)控制指令，有效規(guī)避因延遲過高引發(fā)的設(shè)備故障或安全事故[5]。

（二）高精度定位技術(shù)

高精度定位技術(shù)是采礦智能裝備遠(yuǎn)程控制的重要技術(shù)支柱。采礦作業(yè)現(xiàn)場，設(shè)備精準(zhǔn)定位是實現(xiàn)自動化作業(yè)與協(xié)同作業(yè)的關(guān)鍵前提。5G技術(shù)與衛(wèi)星定位系統(tǒng)以及慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（INS）的結(jié)合，實現(xiàn)了高精度定位目標(biāo)。5G網(wǎng)絡(luò)為衛(wèi)星定位系統(tǒng)提供高精度時間同步與數(shù)據(jù)傳輸支持，提升定位精準(zhǔn)度；5G網(wǎng)絡(luò)的多基站定位技術(shù)（TDOA），依據(jù)多個基站信號到達(dá)時間差確定設(shè)備位置，進(jìn)一步優(yōu)化定位效果。采礦遠(yuǎn)程控制過程中，高精度定位技術(shù)助力操作人員實時掌握設(shè)備方位，實現(xiàn)設(shè)備自動化調(diào)度與協(xié)同作業(yè)，不僅提高了生產(chǎn)效率，還確保了作業(yè)安全。

（三）智能感知與決策技術(shù)

智能感知與決策技術(shù)構(gòu)成采礦智能裝備遠(yuǎn)程控制的智能化核心。在采礦現(xiàn)場，設(shè)備通過安裝溫度傳感器、壓力傳感器、位移傳感器等傳感設(shè)備，實時感知自身運(yùn)行狀態(tài)與周邊環(huán)境信息。5G技術(shù)憑借強(qiáng)大的數(shù)據(jù)傳輸和處理能力，為智能感知提供堅實通信保障。人工智能算法（如深度學(xué)習(xí)、強(qiáng)化學(xué)習(xí)）對傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行深度分析處理，實現(xiàn)了設(shè)備故障診斷、預(yù)測性維護(hù)與智能決策。基于深度學(xué)習(xí)的故障診斷模型，通過分析設(shè)備歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)與實時傳感數(shù)據(jù)，快速精準(zhǔn)判斷故障類型與位置，并提供維修建議。

四、5G技術(shù)賦能采礦智能裝備遠(yuǎn)程控制的應(yīng)用案例分析

在某大型現(xiàn)代化煤礦中，5G技術(shù)已成功應(yīng)用于智能采煤機(jī)遠(yuǎn)程控制項目。為實現(xiàn)遠(yuǎn)程操控，技術(shù)人員在采煤機(jī)機(jī)身多個關(guān)鍵部位安裝了高清攝像頭和各類傳感器，并配備5G通信模塊，搭建起設(shè)備與遠(yuǎn)程控制中心的數(shù)據(jù)傳輸橋梁。這些高清攝像頭可拍攝采煤工作面的實時畫面，傳感器則實時采集采煤機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，如速度、電機(jī)溫度、截割高度等。

采集的數(shù)據(jù)通過5G網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)高速且穩(wěn)定地傳輸，直達(dá)遠(yuǎn)程控制中心。在操控室，操作人員借助先進(jìn)的交互界面，依據(jù)屏幕上顯示的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和實時的環(huán)境信息，發(fā)出操作指令。這些指令經(jīng)過嚴(yán)格編碼和加密處理，又通過5G網(wǎng)絡(luò)回傳至采煤機(jī)。5G技術(shù)的低延遲特性在這一過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用，操作人員幾乎感受不到延遲，能迅速根據(jù)采煤機(jī)實際狀態(tài)調(diào)整控制指令，保證設(shè)備持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。高精度定位技術(shù)讓操作人員對采煤機(jī)在工作面的具體位置了如指掌，可根據(jù)開采計劃靈活調(diào)度，與其他設(shè)備協(xié)同作業(yè)。智能感知與決策技術(shù)通過對傳感器數(shù)據(jù)的深度分析，能夠提前預(yù)判采煤機(jī)潛在故障，比如軸承磨損、液壓系統(tǒng)泄漏等，協(xié)助維護(hù)人員提前做好準(zhǔn)備，減少停機(jī)維修時間。網(wǎng)絡(luò)安全與數(shù)據(jù)加密技術(shù)為整個系統(tǒng)保駕護(hù)航，從根本上防止數(shù)據(jù)泄露和指令篡改風(fēng)險。

經(jīng)過一段時間的實際運(yùn)行，該煤礦的采煤效率相比之前提升了 20% ，設(shè)備故障率降低 30‰ 不僅節(jié)約了人力成本，還減少了井下作業(yè)人員數(shù)量，提高了安全生產(chǎn)水平，創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

五、結(jié)束語

當(dāng)下采礦作業(yè)中，5G技術(shù)的低延遲、高帶寬、大連接優(yōu)勢，已成為智能裝備遠(yuǎn)程控制技術(shù)突破的關(guān)鍵助力。工程師據(jù)此搭建網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)處理和控制架構(gòu)：網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)確保數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定，數(shù)據(jù)處理架構(gòu)實現(xiàn)信息高效流轉(zhuǎn)，控制架構(gòu)保障指令精準(zhǔn)執(zhí)行。同時，5G賦能低延遲通信，讓操作響應(yīng)更迅速；融合衛(wèi)星與多基站定位技術(shù)，實現(xiàn)設(shè)備精準(zhǔn)定位；借助傳感器與人工智能，達(dá)成智能感知決策；運(yùn)用身份認(rèn)證和加密技術(shù)，筑牢數(shù)據(jù)安全防線。實際案例顯示，5G應(yīng)用使采礦效率提升、設(shè)備故障率降低，有力推動了采礦行業(yè)的智能化發(fā)展。匪

參考文獻(xiàn)

[1]張濤、朱濤、王璇。新質(zhì)生產(chǎn)力賦能礦山企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型[J].冶金經(jīng)濟(jì)與管理，2025，（02）：13-15.

[2]楊濤。推進(jìn)智能化建設(shè)打造復(fù)雜條件智能化開采原創(chuàng)技術(shù)策源地[J].中國煤炭工業(yè)，2025，（03）：59-61.

[3]劉忠平。智能礦山背景下煤礦機(jī)電技術(shù)管理創(chuàng)新路徑探索[J].能源與節(jié)能，2025，（02）：25-28.

[4]張建華。淺談 5G+ 人工智能技術(shù)賦能智慧工廠應(yīng)用[J].廣西通信技術(shù)，2023，（04）：7-10.

[5]中信科移動 ⁶5G+ 智慧礦山” 賦能煤炭企業(yè)轉(zhuǎn)型升級[J].通信世界，2023，（11）：32-35.作者單位：上海寶信智礦信息科技有限公司